检索结果-南通市图书馆

基于阴极斑点的PPCA-TIG焊接模拟及实验研究

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于阴极斑点的PPCA-TIG焊接模拟及实验研究

作者：刘永刚兰州理工大学

学位级别：硕士

TIG焊是铝合金常用的焊接方法,但由于其焊接效率低、成本高以及焊缝熔深浅,限制了发展。而粉末熔池耦合活性TIG焊(PPCA-TIG焊,Powder Pool Coupled Activating TIG welding)可通过外层气体将活性剂粉末输送至电弧-熔池耦合系统,在电弧... 详细信息

TIG焊是铝合金常用的焊接方法,但由于其焊接效率低、成本高以及焊缝熔深浅,限制了发展。而粉末熔池耦合活性TIG焊(PPCA-TIG焊,Powder Pool Coupled Activating TIG welding)可通过外层气体将活性剂粉末输送至电弧-熔池耦合系统,在电弧和熔池金属之间的相互作用引入活性元素,增加熔深,改善焊缝性能,不但可实现铝镁合金的焊接,而且有利于焊接过程的自动化。本文针对3003铝合金采用交流TIG焊和PPCA-TIG焊来焊接,利用高速摄像设备来拍摄不同工艺参数下的不同活性剂的阴极斑点周期性行为,分析工艺参数和活性剂变化对阴极斑点行为的影响规律和机理;基于FLUENT建立考虑阴极斑点行为的交流TIG和PPCA-TIG焊熔池的暂态模型,采用数值模拟的方法研究驱动力对熔池流动的影响;最后研究不同工艺参数下的焊缝深宽比及接头的力学性能。这对于搞清楚PPCA-TIG焊中的熔池流动和熔深增加机理,推动PPCA-TIG的研究具有重要意义。对相同工艺参数下的阴极斑点行为进行了分析,发现活性剂的添加会影响表面阴极斑点的运动行为,其中,SiO对阴极斑点的影响尤为明显。TIG焊的阴极斑点先在熔池边缘氧化膜产生,然后向熔池中心运动,最后会近似均匀的分布在熔池边缘。与TIG焊不同的是,活性剂SiO和MnCl下的阴极斑点同时在氧化膜和焊渣上产生,范围更广,在熔池外围的焊渣上也会产生。在不同的工艺参数下,当电流增大,弧长减小,外层气流量增大时,阴极斑点的运动行为基本保持一致,但数量增加。在焊接时加入活性剂使得阴极斑点产生极大地收缩,电弧中心轴向温度明显增加,加入SiO比加入MnCl效果更加明显。阴极斑点数量排序为:PPCA-TIG-MnCl阴极斑点的交流TIG焊和PPCA-TIG焊熔池模型并进行数值模拟,得到熔池的温度场、流场的分布。熔池上表面的温度场分布是不均匀的,温度高的位置为阴极斑点的位置。阴极斑点存在的位置,熔池的温度场和流场的分布会出现不均匀性,阴极斑点处温度值比周围要高。其次针对熔池所受的驱动力,研究交流TIG和PPCA-TIG焊熔池在驱动力下的熔池流动行为。电磁力和表面张力是驱使熔池熔深与熔宽变化的主要驱动力。电磁力对于熔池流动从熔池的边缘流行熔池中心,使得熔深增加,熔宽减小,表面张力则使熔深减小,熔宽增加。PPCA-TIG焊的熔深增加幅度比TIG焊的大,而熔宽的变化差异不明显。当焊接电流为160 A,焊接速度为100 mm·min,弧长为3 mm,内层气体流量为12 L·min,外层气体流量为8 L·min,电机转速为30 r·min时,使用活性剂SiO焊接时可一次焊透8 mm厚的3003铝合金板,使用活性剂MnCl焊接时焊缝熔深可达到传统TIG焊的2.4倍。基于控制变量法,当焊接电流为160A时,采用活性剂SiO焊缝深宽比达到最大,当焊接电流为170 A时,采用活性剂MnCl焊缝深宽比达到最大。当焊接速度为100 mm·min、弧长为2 mm、外层气流流量为12 L·min时,SiO和MnCl两种活性剂下的焊缝深宽比均达到最大;活性剂粒度增大,有利于改善焊缝表面成形,但焊缝熔深增加效果减弱。SiO比MnCl的深宽比要大,使用MnCl时的焊缝表面成形优于SiO;添加活性剂SiO时的抗拉强度明显比未添加时的低;硬度为焊缝大于母材,母材大于热影响区,并且有活性剂的焊缝的硬度大于未添加活性剂的。

关键词：铝合金交流PPCA-TIG焊焊缝表面成形阴极斑点熔池数值模拟

Gra./Cu和CNTs/Cu复合材料的截流值与阴极斑点研究

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

稀有金属材料与工程 2011年第9期40卷 1616-1620页

作者：许玮胡锐刘懿文李金山傅恒志西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072 山西大同大学山西大同037003

采用粉末冶金方法制备石墨铜复合材料(Gra./Cu)和碳纳米管铜复合材料(CNTs/Cu),研究2种铜基复合材料的真空电弧截流现象和阴极斑点特性。结果表明,与Gra./Cu相比,CNTs/Cu在真空放电过程中电弧更加稳定,且分散性好,截流值小;在正对阳极处... 详细信息

采用粉末冶金方法制备石墨铜复合材料(Gra./Cu)和碳纳米管铜复合材料(CNTs/Cu),研究2种铜基复合材料的真空电弧截流现象和阴极斑点特性。结果表明,与Gra./Cu相比,CNTs/Cu在真空放电过程中电弧更加稳定,且分散性好,截流值小;在正对阳极处CNTs/Cu的真空电弧烧蚀坑明显比Gra./Cu的细小,灼痕直径约为0.1～5μm,分布面积也较小,而Gra./Cu的灼痕直径为10～100μm;两者的相同之处在于,在电击穿过程中阴极斑点的运动呈一种随机的、突变式的跳跃,而且选择性发生在Cu相上,Cu相被消耗。总之,CNTs/Cu比Gra./Cu具有更高的耐电弧烧蚀能力,CNTs的加入可以有效地增加铜基复合材料的电弧稳定性和降低截流值。

关键词： Gra./Cu CNTs/Cu 真空电弧截流值阴极斑点

CuCr触头材料小电流下阴极斑点与截流值研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

稀有金属材料与工程 2005年第6期34卷 998-1001页

作者：段文新郭聪慧杨志懋丁秉钧西安交通大学金属材料强度国家重点实验室陕西西安710049

研究了在峰值电流分别为10A和80A的小击穿电流下,CuCr25与CuCr50合金阴极斑点蚀坑形貌的差异。通过比较阴极斑点蚀坑的大小和分布,分析了CuCr触头材料显微组织中Cr相尺寸的大小对阴极斑点运动和蚀坑形貌的影响。采用示波器直接测量出截... 详细信息

研究了在峰值电流分别为10A和80A的小击穿电流下,CuCr25与CuCr50合金阴极斑点蚀坑形貌的差异。通过比较阴极斑点蚀坑的大小和分布,分析了CuCr触头材料显微组织中Cr相尺寸的大小对阴极斑点运动和蚀坑形貌的影响。采用示波器直接测量出截流值和电弧寿命,结合CuCr合金阴极斑点蚀坑形貌的分布,从现象和机理上解释了CuCr25合金截流值低于CuCr50合金的原因。这些结果对通过优化CuCr合金的显微组织以降低触头材料的截流值提供了有力的依据。

关键词： CuCr触头材料阴极斑点截流值 CuCr50合金小电流 CuCr25合金 CuCr合金显微组织击穿电流峰值电流直接测量蚀坑形貌相尺寸示波器分布电弧

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

纳米Cu阴极斑点短程有向运动分析

稀有金属材料与工程 2007年第1期36卷 68-70页

作者：苏亚凤杨志懋丁秉钧西安交通大学陕西西安710049

采用扫描电子显微镜(SEM)观察了纳米Cu阴极在峰值电流为10A的小击穿电流下首击穿后的阴极表面烧蚀形貌,发现纳米Cu的阴极斑点从产生到熄灭期间的运动(即短程运动)并不是随机的,而是有一定取向的;进一步通过和常规Cu首击穿烧蚀形貌对比,... 详细信息

采用扫描电子显微镜(SEM)观察了纳米Cu阴极在峰值电流为10A的小击穿电流下首击穿后的阴极表面烧蚀形貌,发现纳米Cu的阴极斑点从产生到熄灭期间的运动(即短程运动)并不是随机的,而是有一定取向的;进一步通过和常规Cu首击穿烧蚀形貌对比,分析了产生有向运动的原因。结果表明:纳米Cu阴极斑点的短程有向运动有利于电弧分散,细化晶粒是减轻烧蚀的一种途径。

关键词：纳米Cu 阴极斑点微蚀坑爆破性电子发射

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

纯石墨和铜-石墨的阴极斑点与截流值研究

稀有金属材料与工程 2009年第3期38卷 488-491页

作者：张程煜乔生儒杨志懋王亚平西北工业大学超高温结构复合材料国防科技重点实验室陕西西安710072 西安交通大学陕西西安710049

研究了纯石墨和铜-石墨材料的阴极斑点的特性及真空电弧截流现象。发现纯石墨的阴极斑点呈现随机运动的特点,斑点的直径小于3μm,阴极斑点每次运动的距离约为阴极斑点的半径。而铜-石墨的阴极斑点的运动与Cu相息息相关,它选择性的发生... 详细信息

研究了纯石墨和铜-石墨材料的阴极斑点的特性及真空电弧截流现象。发现纯石墨的阴极斑点呈现随机运动的特点,斑点的直径小于3μm,阴极斑点每次运动的距离约为阴极斑点的半径。而铜-石墨的阴极斑点的运动与Cu相息息相关,它选择性的发生在Cu相上,阴极斑点的大小取决于Cu相的大小,阴极斑点的运动距离为Cu相之间的距离。同时,铜-石墨的真空电弧截流值1.18A,远远大于纯石墨的截流值,这主要是由于两种材料不同的阴极斑点运动特性引起的。

关键词：石墨铜-石墨阴极斑点截流值真空电弧

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

纳米CuCr25合金的阴极斑点运动特性

稀有金属材料与工程 2008年第4期37卷 641-643页

作者：王庆丰崔树茂张锐丽杨生春杨志懋丁秉钧西安交通大学陕西西安710049

在超高真空(10-6Pa)条件下,利用高速摄影机观测常规及纳米CuCr25合金的阴极斑点运动。实验结果显示,常规CuCr25合金的阴极斑点运动局限于阳极正下方的Cr相上,而纳米CuCr25合金的阴极斑点可以运动到偏离阳极正下方较远处。Cr粒子尺寸的... 详细信息

在超高真空(10-6Pa)条件下,利用高速摄影机观测常规及纳米CuCr25合金的阴极斑点运动。实验结果显示,常规CuCr25合金的阴极斑点运动局限于阳极正下方的Cr相上,而纳米CuCr25合金的阴极斑点可以运动到偏离阳极正下方较远处。Cr粒子尺寸的减小及相应的晶界的增加是造成阴极斑点运动巨大差异的主要原因。

关键词：阴极斑点 CuCr合金高速摄影

CuCr25纳米晶化对真空电弧阴极斑点扩散的影响

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

稀有金属材料与工程 2007年第5期36卷 929-932页

作者：冯宇卜涛王红理张程煜丁秉钧西安交通大学陕西西安710049 清华大学北京100084

采用氩气保护气氛高能球磨和真空热压技术制备了致密度大于98%的纳米晶CuCr25合金,并在真空室内进行击穿试验。采用扫描电镜对纳米晶和粗晶CuCr25合金阴极斑点蚀坑形貌进行观察。结果表明:粗晶CuCr25合金真空电弧阴极斑点扩散表现为原... 详细信息

采用氩气保护气氛高能球磨和真空热压技术制备了致密度大于98%的纳米晶CuCr25合金,并在真空室内进行击穿试验。采用扫描电镜对纳米晶和粗晶CuCr25合金阴极斑点蚀坑形貌进行观察。结果表明:粗晶CuCr25合金真空电弧阴极斑点扩散表现为原地重复燃烧或整体的跳跃式移动,且有选择地分布在Cr相。而纳米晶CuCr25合金由于晶粒细化(阴极斑点的扩散表现为次级斑点的此起彼伏的准连续移动,击穿相均匀分布在整个阴极表面。

关键词：触头材料阴极斑点真空电弧纳米晶CuCr25

电极材料组织对真空电弧阴极斑点运动行为的影响

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

金属学报 2004年第12期40卷 1269-1273页

作者：王亚平张晖丁秉钧孙军中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室沈阳110016 西安交通大学理学院材料物理系西安710049 西安交通大学金属材料强度国家重点实验室西安710049

真空电弧在非晶、纳米晶及常规粗晶电极合金表面微观分布的观测表明,电极材料显微组织对电弧阴极斑点几何性质和运动行为有明显影响.阴极斑点优先在材料承载电压能力低的弱相表面形成,弱相尺寸、形貌和分布决定了阴极斑点的几何特征. ... 详细信息

真空电弧在非晶、纳米晶及常规粗晶电极合金表面微观分布的观测表明,电极材料显微组织对电弧阴极斑点几何性质和运动行为有明显影响.阴极斑点优先在材料承载电压能力低的弱相表面形成,弱相尺寸、形貌和分布决定了阴极斑点的几何特征. 显微组织大幅度细化时,电弧在电极表面分散和快速运动,非晶合金表面仍保持完全非晶结构.分析表明,当材料特征显微组织尺寸小于阴极斑点尺寸时,阴极斑点运动模式从跳跃式运动转变为连续式运动.电极材料组成相的浓度及其尺寸是决定阴极斑点微观迁移方式的重要因素.

关键词：电极材料显微组织真空电弧阴极斑点

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

小电流下真空电弧阴极斑点实验研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2015年第7期43卷 54-57页

作者：徐国顺吴国林庄劲武武瑾海军工程大学电气工程学院湖北武汉430033

构建了基于可拆卸真空灭弧室的真空电弧阴极斑点研究平台,触头材料为CuCr50,极间最大开距4.5mm.在极间无磁场影响的情况下,通过高速摄像机对阴极斑点进行拍摄,进行了大量小电流下阴极斑点的观测实验.结果发现：阴极斑点通常由多个微斑... 详细信息

构建了基于可拆卸真空灭弧室的真空电弧阴极斑点研究平台,触头材料为CuCr50,极间最大开距4.5mm.在极间无磁场影响的情况下,通过高速摄像机对阴极斑点进行拍摄,进行了大量小电流下阴极斑点的观测实验.结果发现：阴极斑点通常由多个微斑点组成,这些微斑点聚集在一起,形成一个微斑点群;单个微斑点的维持通流范围为7-25A;单个阴极斑点的通流上限为100A;随着电流的增大,单个阴极斑点会出现越来越明显的分裂现象,最终演变为两个相互独立的阴极斑点.

关键词：真空开关 CuCr50触头阴极斑点微斑点通流范围演变过程